陽光輸送機研制與改進.pdf

1、步入21世紀,人類對能源的需求量越來越大,伴隨著一次性化石能源煤炭、天然氣、石油開采殆盡,能源危機已經(jīng)成為人們關注的焦點。近年以來,尋找開發(fā)新能源成為許多科學家研究的重點,太陽能以儲量巨大、持續(xù)長久、低碳環(huán)保等優(yōu)點贏得了廣泛關注。
　　 由于太陽能的能量密度小,太陽方位隨時間變化,使得太陽能的收集、傳輸、儲存等具有較大的困難。因此,只有采用高倍聚光和自動跟蹤技術(shù)才能提高太陽能的利用率,擴大太陽能的應用范圍。本文提出的陽光輸送機是

2、將太陽光通過光導纖維直接導入室內(nèi)照明,不經(jīng)過光、熱、電和機械等能量轉(zhuǎn)換,將傳統(tǒng)的照明模式(光-電-光)簡化為(光-光),太陽能的利用效率將提高8倍以上,而且光源又是最理想的自然光。
　　 陽光輸送機主要由陽光傳感器、自動跟蹤控制系統(tǒng)、跟蹤執(zhí)行機構(gòu)、采光裝置、LED燈照明等部分組成。本文設計了新型四象限粗調(diào)傳感器和立體式細調(diào)傳感器,通過二者相互配合可以為跟蹤系統(tǒng)提供大范圍、穩(wěn)定、可靠的陽光方位信號。自動跟蹤控制系統(tǒng)是陽光輸送機的核

3、心,該系統(tǒng)采用二維雙軸自動跟蹤控制技術(shù),MCU選用單片機ATmega32控制電機分別在東西方向和南北方向轉(zhuǎn)動尋找太陽,跟蹤誤差角度小于0.1°從而使云臺的采光板始終受到太陽光的垂直照射。陽光輸送機的采光裝置通過直徑為80mm的平面凸透鏡將陽光匯聚成直徑為2mm的高亮光斑,利用安裝在光纖受口器中的光導纖維將高亮光斑導入室內(nèi)照明,使得綠色照明得以實現(xiàn)。夜晚或者陰雨天則利用節(jié)能LED燈照明,其能量來源于太陽能電池板發(fā)電存儲在蓄電池中的電量。<